JURNAL TEKNOLOGI TECHNOSCIENTIA ISSN: Vol. 8 No. 1 Agustus 2015

(1)

16

ANALISIS PENGARUH PENINGKATAN INTERFERENSI MS USER LAYANAN

SUARA, DATA DAN VIDEO PADA SISTEM MULTISEL TERHADAP

BESARNYA KAPASITAS HOME CELL DENGAN ARAH REVERSE LINK

PADA SISTEM CDMA

Gatot Santoso1

1

Teknik Elektro, Institut Sains& Teknologi AKPRIND Yogyakarta

Masuk: 11 April 2015, revisi masuk : 16 Mei 2015, diterima: 29 Juli 2015

ABSTRACT

The future technology of the technology of wireless communication system must be able to serve a multimedia application, included voice, data, and high speed video information. CDMA is one of the communication technology which can be used and have been proved as a technique of multiple access that capable of provide this service requirement. In this system the multicell is analyzed until two tier and the system of multiclass is divided into three classes of traffic which are class 1 for voice, class 2 for data, and class 3 for video services. The analysis of capacity is done according to the effect of variable quality of services, chip rate, bit rate and activity factor. The result show that higker chip rates can maintain the required BER of each information and achieve the user capacity in high traffic condition. However, larger bit rate will decrease total capacity. Furthermore larger activity factor will decrease total capacity of system. So the effect of interference in multi cell system can decrease home cell capacity of offered information traffics.

Keywords : interference, multicell, home cell, CDMA

INTISARI

Teknologi komunikasi tanpa kabel masa depan dituntut untuk mampu melayani aplikasi multimedia termasuk informasi suara, data dan video berkecepatan tinggi. CDMA adalah salah satu teknologi yang dapat diaplikasikan dan telah dibuktikan sebagai teknik akses jamak yang mampu untuk menyediakan berbagai macam kebutuhan layanan tersebut. Pada sistem multisel ini dianalisis persoalan sampai dengan dua tier sedangkan sistem multikelas di bagi menjadi 3 trafik yaitu kelas-1 untuk layanan suara, kelas-2 untuk layanan data, dan kelas-3 untuk layanan video. Analisis kapasitas didasarkan pada pengaruh variasi kualitas layanan, kecepatan chip, kecepatan bit, dan faktor aktivitas. Hasil analisis menunjukkan kecepatan chip yang lebih tinggi dapat memperbaiki BER yang dibutuhkan oleh tiap layanan informasi serta dapat meningkatkan kapasitas user pada saat kondisi trafik padat. Namun, kecepatan bit yang lebih tinggi akan menurunkan kapasitas total sistem. Semakin besar faktor aktivitas akan menurunkan kapasitas total sistem. Pengaruh interferensi pada sistem multisel dapat menurunkan kapasitas home cell dari trafik informasi yang ditawarkan.

Kata kunci : interferensi, multisel, home cell, CDMA PENDAHULUAN

Perkembangan layanan suatu sistem komunikasi wireless dimasa depan ini dimungkinkan dapat mengintegrasikan berbagai jenis layanan antara suara, data,

dan gambar tanpa penundaan (video) dalam sistem pengoperasian yang sama dengan kecepatan yang berbeda-beda. Penelitian yang dilakukan ini untuk dapat mendefinisikan generasi sistem

komunika-1

(2)

17 si baru yang memiliki kapasitas yang tinggi dengan mempertimbangkan efisiensi lebarpita (bandwidth) (Wang, 2008).

Salah satu cara yang efektif untuk pengiriman data dengan kecepatan tinggi dengan menggunakan teknologi CDMA, merupakan teknologi komunikasi wireless generasi ketiga yang mempunyai bebera-pa keunggulan antara lain: mempunyai kapasitas yang besar dibandingkan dengan teknologi yang lainnya. Kapasitas sistem CDMA dibatasi oleh besarnya

interferensi yang terjadi, setiap

pengu-rangan interferensi akan berpengaruh terhadap peningkatan kapasitas dan probabilitas kesalahan sistem multi makrosel dengan pengendalian daya sempurna telah diterangkan pada (Michel, 2008).

Spreading gain adalah salah satu

cara yang dipakai pada sistem CDMA yang dapat mendukung transmisi multi

rate. Sperading gain dapat dilakukan

dengan dua cara yaitu dengan mengubah-ubah chip rate dan dengan menjaga chip

rate tetap, dengan menjaga chip rate tetap

nilai spreading gain akan bervariasi sesuai dengan bervariasinya rate sinyal informasi (input), dengan besar kecilnya nilai

spreading gain akan berbanding terbalik

dengan rate sinyal informasi semakin kecil

rate sinyal informasi maka semakin besar spreading gain begitu sebaliknya (Wang,

2008). Bervariasinya nilai spreading gain ini menyebabkan kinerja yang berbeda antara mobile station (MS) kelas-1 (suara), kelas-2 (data) dan kelas-3 (video) karena masing-masing kelas memiliki persaya-ratan kualitas yang berbeda.

Sistem wireless selular dengan

menggunakan sistem CDMA mampu menyediakan layanan dengan kecepatan dan kualitas layanan yang berbeda pada

bandwidth tetap, telah diteliti pada single cell (Michel, 2008). Penelitian kapasitas

sistem CDMA dengan dua kelas layanan dengan pendekatan outage propability dengan adanya interferensi sel pada ring (tier) ke 2 tersebut memenuhi kualitas layanan suara dengan bit error rate (BER)

≤

10-3 (Wu, 2009). Sistem multi rate

CDMA ini masih pada multi sel makrosel dengan dua kelas belum menganalisa tiga kelas dan pada dua tier sel. Pada peneliti-an ini dipeneliti-analisis kapasitas dari MS aktif kelas suara dan data serta video pada

home cell (tier ke 0) dengan adanya

interferensi terhadap besarnya kapasitas sistem multi sel CDMA untuk layanan terpadu suara dan data serta video dengan sistem multi rate pada arah

reverse link.

Kapasitas di dalam sistem CDMA dibatasi dengan adanya interferensi baik dari dalam sel itu sendiri maupun dari sel tetangga dan performa akan menurun untuk semua user dangan user yang baru dengan berbeda kelas pelayanan. Oleh karena itu diperlukan suatu analisis terhadap faktor perubahan pernambahan kelas user dan interferensi user dari sel tetangga pada tier ke 2 (Michel, 2008).

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa pengaruh peningkatan

interferensi MS user layanan voice, data, video pada sistem multi sel (dua tier)

terhadap besarnya kapasitas sistem home

cell (tier 0) dengan arah reverse link pada

sistem CDMA.

Metode CDMA adalah metode akses untuk mengidentifikasi setiap pemakai MS dengan kode pseudo noise (PN) yang unik. Metode ini menggunakan teknik spread spectrum dengan bandwidth sinyal transmisi yang jauh lebih lebar daripada sinyal informasi dimana

band-width sistem tidak bergantung pada sinyal

informasi. Kelebihan spread spectrum antara lain dapat mengurangi interferensi

multiuser, sehingga dapat meningkatkan

kapasitas sistem.

Teori C.E. Shannon untuk kapa-sitas kanal dapat diterapkan untuk menentukan kapasitas sistem CDMA, yaitu pada persamaan (1):

)

/

1 log(

.

S

N

W

C

=

+

... (1) dimana C adalah kapasitas kanal transmisi (bit/detik), W adalah bandwidth transmisi (Hz), S adalah daya sinyal informasi (watt) dan N adalah daya noise (watt). Terlihat

(3)

18 bahwa kapasitas sistem CDMA dapat dinaikkan terutama dengan menaikkan W.

Ide yang mendasari spread

spec-trum adalah menyebar sinyal informasi

dengan bandwidth Bs menjadi sinyal pseudo noise dengan bandwidth Bss yang

sangat lebar, namun dengan daya trans-misi yang tetap sama dengan daya sinyal informasi. Akibatnya, power spectral

density sinyal spread spectrum menjadi

rendah daripada sinyal aslinya, yaitu seperti dinyatakan persamaan (2).

_⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

=

ss s s ss

B

P

S

.

... (2) dimana Ps adalah daya sinyal informasi,

Bss/Bs adalah processing gain dan dapat

bernilai 10-10.000 kali bandwidth sinyal informasi. Gambar 1 memperlihatkan spek-trum daya sinyal informasi sebelum dan sesudah penyebaran. Power spectral

density sinyal spread spectrum yang

rendah menyebabkan pengaruh interferen-sinya terhadap interferen-sinyal narrow band menjadi sangat kecil. Sifat ini dapat diterapkan pada sistem overlay antara sistem CDMA dan sistem narrow band yang sudah ada. Dua skema spread spectrum yang populer yaitu direct sequence dan frequency

hopping. Bs Bss b a frequency power spectral density

Gambar 1. Spektrum sinyal sebelum (a) dan sesudah (b) penyebaran dengan luas

di bawah kurva sama

Pada pengirim, sinyal informasi langsung dikalikan dengan urutan kode PN yang mempunyai karakteristik sinyal seperti noise yang unik dan sinyal yang

dihasilkan memodulasi sinyal wideband

carrier. Pembangkit urutan kode PN yang

populer adalah maximum length (ML)

feedback shift register (FSR) dengan r

elemen penyimpan dan menghasilkan panjang urutan kode PN satu periode yang ditentukan oleh persamaan (3).

L = 2r-1 bit ... (3) Periode urutan kode dinyatakan oleh persamaan (4).

T

=

L

.

T

_c ... (4) dimana Tc adalah durasi chip, Tb adalah

durasi bit dan Tc/Tb adalah processing gain. Nilai dari urutan kode PN bergantung

pada nilai awal FSR dan beberapa keluaran elemen FSR yang difeedback melalui penambah modulo-2 dengan dikendalikan oleh pulsa clock. Kelebihan dari urutan kode ini menghasilkan auto

correlation yang tajam dan cross correlation yang rendah.

Pada penerima, sinyal spread

spectrum dikorelasi dengan urutan kode

PN yang sama dan sinkron dengan urutan kode PN dari sinyal spread spectrum lalu di despread. Keluarannya didemodulasi untuk mendapatkan kembali sinyal infor-masi.

Besarnya energi bit yang diper-lukan untuk dapat mengirimkan sebuah sinyal informasi dengan bit rate tertentu dituliskan dengan persamaan (5).

S

R

S

T

P

E

b

=

s b

=

1 .

.

... (5)

dimana S adalah besarnya daya yang dikirimkan oleh user kelas-b dan R adalah

bit rate sinyal informasi user kelas-c yang

dinyatakan dalam satuan bit/detik. Eb

adalah besarnya energi per bit dari user kelas-b. Lalu perbandingan energi bit dengan noise power spectral density untuk suatu pangilan voice yang dijaga tetap konstan dengan power control yang sama

(4)

19 membutuhkan ( 0

I

E

_b ) untuk mencapai layanan yang baik dapat diekspresikan dengan (Kim, 2010):

(

)

(

)

o b v v t v v t v v

I

E

G

P

S

P

S

W

S

P

R

S

₌

−

=

−

/

.

/

... (6)

dimana Pt, Sv, PGv, Rv adalah total power

yang diterima pada suatu sel, daya yang diterima dari layanan voice, processing

gain dari layanan voice dan bit rate dari layanan voice serta bandwidth yang tersedia, sedangkan daya untuk layanan

voice diambil dari persamaan (6):

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

+

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

=

v o b v o b t v

I

E

PG

I

E

P

S

... (7)

dan daya yang digunakan untuk layanan data dan video dapat diekspresikan sebagai berikut:

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

+

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

=

d o b d o b t d

I

E

PG

I

E

P

S

... (8) ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ + ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ = vi o b vi o b t vi I E PG I E P S ... (9)

maka perbandingan daya layanan data terhadap voice direpresentasikan sebagai berikut: ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ + ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ + ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ = v o b v o b d o b d o b v d I E PG I E I E PG I E S S ... (10)

dan perbandingan daya yang diterima oleh layanan video dengan voice:

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

+

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

+

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

=

v o b v o b vi o b vi o b v vi

I

E

PG

I

E

I

E

PG

I

E

S

.... (11)

sedangkan perbandingan daya yang diterima oleh layanan video dengan data sebagai berikut: ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ + ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ + ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ = d o b d o b vi o b vi o b d vi I E PG I E I E PG I E S S .... (12)

Untuk sebuah sistem yang berisi M user, sebuah sel menerima sinyal dari gabungan dari kelas lain yang mempunyai daya

P

s

=

S

.

R

dan (M–1) sinyal

interferensi, sehingga dengan mengasum-sikan sebuah sel dengan power control sempurna maka total noise adalah jumlah dari background noise dan noise yang berasal dari interferensi user sebagai berikut: 1

=

+

.

(

M

−

1

)

W

S

N

o o ... (13)

W = bandwidth yang digunakan dan No

adalah Background noise yang berisi

thermal noise di dalam spread bandwidth,

sedangkan besarnya energi bit adalah sama dengan S dimana Tb adalah perioda

bit (Tb =

R

1

) jadi perbandingan energi bit

per noise ( o b

N

E

) adalah:

(5)

20 γ ≥ − + ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ = − + = − 1 ) 1 .( . 1 M N E G G M W R S N S N E o b p p o o b ... (14) dimana γ adalah o b

N

E

yang dibutuhkan dan Gp adalah processing gainyang dapat

didefinisikan sebagai perbadingan

band-width dengan bit rate. Lalu jumlah

maksimum user CDMA diambil dari persamaan (14) menjadi: M = 1 + Gp ( o b

N

E

1 1 −

γ

) (15)

Dengan bandwidth yang tetap, kapasitas dapat meningkat dengan mengurangi interferensi dari user yang lainnya, memonitor faktor aktivitas dan jumlah user per sel bergantung pada

interferensi user dari sel yang lainnya juga

sebuah peningkatan faktor peningkatan

interferensi (λi) yang dihitung dalam

penghitungan interferensi user persel, jadi jumlah user per sel:

i c

M

N

λ

+

=

1

... (16) dengan mensubtitusikan persamaan (15) dengan (16) menjadi:

⎥

⎦

⎤

⎢

⎣

⎡

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−

+

=

o b N E p i c

p

G

N

1 .

1

1 γ

λ

... (17

persamaan diatas menjadi dasar untuk menghitung kapasitas user lebih dari satu kelas.

Model selular dari arah reverse

link yang mana masing-masing BS

diasumsikan berada di pusat sebuh sel, disebabkan peyebaran bandwidh (spread

bandwdith) yang merata dugunakan pada

masing-masing sel. Kita dapat memilih satu sel sebagai sel refrensi dan

interferensi yang dibangkitkan oleh user

didalam sel refrensi disebut intracellular

interference dan interferensi yang

dibangkitkan oleh user di dalam sel tetangga di sebut intercellular interferensi.

Total interferensi Itot yang di terima

ole BS dengan asumsi power control sempurna diberikan sebagai jumlah dari

intracellular dan intercellular interference

yang mana didefinisikan sebagai rata-rata dari perbandingan total interference Itot

dengan daya yang diterima S sebagai berikut:

I

_tot

=

I

_Intra

+

I

_Inter.

METODE

Model selular yang akan dianali-sis digunakan sel makrosel dua tier dengan bentuk hexagonal dengan diasumsikan berupa suatu lingkaran (Vannithamby, 2010). Di dalam Gambar 2 digambarkan MS di titik C sedang berkomunikasi dengan MS di titik B dan menimbulkan interferensi ke A. Diasumsi-kan bahwa pada titik C terdapat beberapa MS disekitar BS (titik A dan B). Titik A adalah BS utama dan B adalah BS dimana C sedang berkomunikasi, MS mengguna-kan antena omnidirectional dan BS menggunakan tiga antena terarah (directional), jadi tiap sel memiliki tiga sektor dan sektorisasi dan power control diasumsikan sempurna. rm rd A B C

A = Desired Base Station d B = Mobile's Base Station m C = Mobile

Gambar 2. Model sistem selular (Vannithamby, 2010)

(6)

21 Kapasitas Sistem CDMA, pada sistem CDMA untuk mengetahui kualitas

link bergantung pada besarnya total

interferensi di dalam sistem. Lalu jumlah dan tipe dari inter-ferensi adalah parameter sistem yang krusial. Kecepatan data yang tinggi membutuhkan BER yang besar, syarat tersebut dapat dicapai dengan daya yang tinggi. Besarnya kapasitas MS pada makrosel acuan dipengaruhi oleh interfe-rensi dari MS aktif kelas satu, dua dan tiga pada makrosel acuan

I

_H dan dari MS aktif kelas satu, dua dan tiga pada makrosel tetangga

I

_O sehingga interferensi total ke BS makrosel acuan adalah (Gilhousen, 2011): ext tot

I

=

int

+

... (18)

Kapasitas sistem CDMA pada arah reverse link merupkan MS kelas satu, dua dan tiga yang aktif secara serempak. Kapasitas makrosel acuan merupakan jumlah MS yang aktif kelas satu (N1) dan kelas dua (N2) serta kelas

tiga (N3) yang bergantung pada pada

jumlah MS aktif kelas satu (M1) dan kelas

dua (M2) serta kelas tiga (M3) pada makro

sel tetangga tier ke 2 begitu juga energi tiap bit per daya interferensi untuk kelas c (noise diabaikan) (Gilhousen, 2011):

₃ min , 3

γ

=

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

O b

I

E

... (19)

(

1

)

. . 2 3 3 2 2 2 3 1 1 1 3 3 3 2 3 1 3 − + + = ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ + ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ + ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ = ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ N S S N S S N S I E S I E S I E S I E H H H Inter α α α . (20) dan

_⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

3

S

I

E

Inter atau

(

)

_⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

3

,

S

r

I

E

o m d adalah makrosel tetangga kelas tiga

sebagai acuan, persamaan (2) dapat ditulis menjadi (Kim, 2010):

(

3

)

3 3 2 2 2 1 1

.

S

+

⋅

N

⋅

.

S

+

N

−

1 S

=

α

(21) dan ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ 2 S I E Inter atau

(

)

⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ 2 , S r r I E O m d adalah makrosel tetangga kelas tiga sebagai acuan:

(

)

(

)

(

)

(

)

O d m O d m O d m d m O S r r I E S r r I E S r r I E S r r I E ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ + ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ + ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ = ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ 3 3 3 2 3 1 3 , , , , .. (22)

(

)

(

,

)

(

,

)

.

)

,

.(

.

,

.

3 33 3 3 23 2 2 13 1 1 d m d m d m d m

r

mean

r

m

M

r

m

M

r

m

M

=

+

=

α

.(23)

untuk kelas satu sebagai acuan, jadi jumlah user N1 di home cell menjadi:

3 1 3 2 21 2 1 1 1 2 3 1 2 1 N S S N S S EbIo G N i ⋅ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ⋅ − ⋅ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ _⋅ − + = α α α α .. (24)

(

)

1 1 1 3 3 3 2 2 2 1 1 1 ) , ( . 1 γ α α α G r r mean S N S N S N d m ≤ + + + − .. (25)

jadi jumlah user N1 di home cell dan

interferensi dari satu sel tier ke dua menjadi: 1 1 1 1 1 3 1 1 3 3 2 1 1 2 2 1 1 )) , ( ( 1 . .

γ

α

G r r mean S N S S N S S N d m ≤ + + + + .. (26)

)

,

(

1

1 1 3 1 1 3 3 2 1 1 2 2 1 1 1 1 d m

r

mean

N

S

N

S

G

N

α

γ

α

+

−

+

=

.. (27)

(7)

22 dimana nilai 1 2 S S dan 1 3 S S (Wu, 2009): 2 2 2 1 1 1 1 2 EbIo G EbIo G S S + + = α α 3 3 2 1 1 1 1 3 EbIo G EbIo G S S + + = α α ... (28)

untuk kelas dua sebagai acuan, jadi jumlah user N2 di home cell menjadi:

3 2 3 1 2 1 2 2 2 2 3 2 1 1 N S S N S S EbIo G N i ⎟⎟⋅ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ⋅ − ⋅ ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ ⋅ − + = α α α α ₍₂₉₎

(

)

2 2 2 3 3 2 2 2 1 1 ) , ( . 1 . γ α α α G r r mean S N S N S d m ≤ + + − + (30)

interferensi dari satu sel tier ke dua menjadi: 2 2 2 3 2 2 3 3 2 2 2 1 1 2 1 ) , ( γ α α α α G r r mean N S S N S S N d m ≤ + + + + . (31) ) , ( 1 1 2 2 3 2 2 3 3 1 2 2 1 1 2 2 2 2 d m r r mean N S S N S S G N α α α α α γ α + + − + = (32) dimana nilai 2 1 S S dan 2 3 S S : 1 1 1 2 2 2 2 1 EbIo G EbIo G S S + + = α α 3 3 3 2 2 2 2 3 EbIo G EbIo G S S + + = α α .. (33)

untuk kelas tiga sebagai acuan, jadi jumlah user N3 di home cell menjadi:

2 3 2 1 3 1 3 3 3

3

2

3

1

1 N

S

N

S

EbIo

G

N

i

⋅

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

⋅

−

⋅

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

⋅

−

+

=

α

... (34)

(

)

3 3 2 3 3 2 2 2 3 1 1 1 3 ) , ( 1 . . γ α α α G r r mean N S S N S S N d m ≤ + − + + ..(35)

interferensi dari satu sel tier ke dua menjadi: 2 2 3 2 3 3 2 2 1 3 3 1 1 3

1 )

,

(

γ

α

G

r

mean

N

S

N

S

N

d m

≤

+

(36) PEMBAHASAN

Sebelumnya telah dibahas perfor-mansi mengenai kapasitas voice, data dan

video pada sistem multi sel CDMA dengan

arah reverse link. Analisa kapasitas menghitung jumlah kapasitas user voice, data dan video yang dapat dilayani sistem berdasarkan ambang batas (threshold) Eb/Io dari masing-masing user home cell maupun yang berada sel tetangga pada

tier ke dua dengan menggunakan program

komputer MATHCAD. Kapasitas sistem didasarkan pada kebutuhan minimum dari perbandingan sinyal yang diperlukan user

voice dangan adanya user data dan video

untuk mendapatkan nilai Eb/Io yang diperlukan untuk dapat terlayani oleh sistem.

Asumsi-asumsi yang digunakan dalam analisa pada penelitian ini adalah perubahan variable kecepatan bit, power

control diasumsikan sempurna, kecepatan

bit R=(8,64,96,128 Kbps) dan faktor aktivitas

α

=(2/8,3/8,5/8,7/8) yang menun-jukkan efektivitas penggunaan kanal oleh tipe trafik agar informasi dapat diterima untuk masing-masing user, perbandingan

(8)

23 0 50 100 150 200 0 10 20 30

Kapasitas Data + Voice Video Home Sel

User Voice,Video Us e r Da ta 8 / 3 , 8 / 2 , 8 / 3 2 3 1= α= α= α 8 / 5 , 8 / 3 , 8 / 3 2 3 1= α= α= α daya transmisi, bandwidth yang digunakan

sebesar 15 MHz.

Analisa performansi kapasitas didasarkan pada besarnya interferensi dalam sistem CDMA dapat diakibatkan dari tiga faktor antara lain:

Kelas user yang sama dalam satu sel. Kelas user yang berbeda dalam satu sel. Kelas user yang berbeda dari sel yang berbeda.

Interferensi user voice, data dan

video pada home cell serta user voice,

data dan video pada sel tier ke 2 dengan pengaruh chip rate (prosesing gain) dengan faktor aktivitas, yang berdampak pada perubahan kapasitas (Sandouk, 2012). Untuk menghitung jumlah dari kapasitas masing-masing kelas user yang sama pada home cell seperti pada rumus (6),(10),(15), dan jumlah kapasitas masing-masing kelas user yang sama pada home

cell dengan adanya interferensi dari sel tier

ke 2 seperti pada rumus (8),(13),(19). Berikut ini merupakan hasil dan analisa perhitungan kapasitas user voice, data dan video pada home cell maupun dengan interferensi dari sel tier ke 2.

Analisa Kapasitas pada Single

Cell,Kapasitas pada single cell dipengaruhi

oleh adanya interferensi dari user kelas yang sama maupun kelas yang berbeda, pada perhitungan sistem kelas tunggal, pengaruh dari kelas lain tidak terjadi karena trafik hanya melayani satu trafik saja.

Pada Gambar 3 diperlihatkan besarnya kapasitas data terhadap user

voice dan user video dan kualitas layanan

yang tetap dengan membuat variasi kecepatan dari user data dan video seperti pada rumus (8), dan perbandingan daya pada rumus (12).

Gambar 3. Hubungan kapasitas user data dengan user voice ditambah user video dengan mengubah faktor aktivitas

Dari hasil tersebut maka terlihat dengan mengubah faktor aktifitas user data dan video akan didapatkan perbandingan daya yang cukup besar dikarenakan dengan besarnya aktivitas dari user voice dan video yang menyebabkan interferensi kepada user data dan mengalami pe-nurunan jumlah user yang cukup besar dikarenakan penggunaan kanal dari user

video yang cukup besar akan

mening-katkan kapasitas user video dan akan mengeser alokasi user data dari kanal.

Pada Gambar 4 diperlihatkan besarnya kapasitas user video terhadap

user voice dan user data dan kualitas

layanan yang tetap dengan membuat variasi kecepatan dari user data seperti pada rumus (13), dan perbandingan daya pada rumus (18).

Hasil perhitungkan menunjukan bahwa dengan menambah kecepatan user data, maka akan merubah processing gain yang mengurangi pemakaian bandwidth sistem CDMA ditambah akan menaikan perbandingan daya antara user video dengan user voice dan user video dengan

user data yang menghasilkan interferensi

kepada user video yang menurunkan jumlah user video seraya bertambahnya

(9)

24 0 50 100 150 200 250 300 0 5 10 15 20

Kapasitas Video + Voice Data Home Sel

User Voice,Data Us e r V id e o R1=8 Kbps, R2=64 Kbps,R4=128 Kbps R1=8 Kbps, R2=96 Kbps,R4=128 Kbps 0 50 100 150 200 250 300 0 10 20 30 40

Kapasitas Data + Voice Video Multi Sel

User Voice,Video

User D

a

ta Home Sel

Multi Sel

Gambar 4. Hubungan kapasitas user video dengan user voice ditambah user data dengan mengubah kecepatan dari user data

Analisa Kapasitas Multi Sel,Jumlah kapasitas pada home cell dipengaruhi oleh kelas user itu sendiri maupun dari kelas

user yang lainnya, selain itu kapasitas user

di home cell dipengaruhi oleh adanya interferensi dari user di sel tier yang lain yang kita asumsi dari sel tier ke 2. Pengaruh interferensi ini berasal dari dari satu sel tetangga sesuai dengan tingkatan 2 tier dengan mencari nilai rata-rata dari interferensi dari masing kelas user karena interferensi user dari tier ke 2 bersifat variable. Pengaruh interfernsi ini dapat menurunkan kapasitas sistem layanan. Berikut akan digambarkan beberapa kelas

user di home cell dipengaruhi oleh

interferensi dari tier ke 2.

Disini kita melihat dari hasil perhitungan di atas bahwa jumlah user

voice pada home cell dan dengan adanya

interferensi dari satu sel ditier kedua akan mengakibatkan penurunan jumlah maksi-mum user data dan video dikarenakan kualitas layanan user voice berkurang bersama bertambahnya perbandingan daya yang besar dari user data dan video di home cell ditambah user voice, data dan

video dari satu sel ditier ke 2, yang

menghasilkan interferensi ke user voice di

home cell.

Gambar 5. Perbandingan dari user data di

homecell(dipengaruhiuser voice dan video)

dengan user data di home cell ditambah adanya interferensi rata-rata (mean) pada sel tier ke 2

Pada Gambar 5 digambarkan per-bandingan kapasitas user voice, ditambah

user data dan video pada home cell

dengan kapasitas user voice, ditambah

user data dan video dengan adanya

interfrensi user yang sama dari satu sel tier ke 2 seperti pada persaman (11) dan perbandingan daya (12).

Disini kita melihat dari hasil perhitungan di atas bahwa jumlah user data pada home cell dan dengan adanya interferensi dari satu sel ditier 2 akan mengakibatkan penurunan jumlah maksi-mum user data dan penurunan jumlah maksimum user voice dan video dikare-nakan kualitas layanan user data berku-rang bersama bertambahnya perbandingan daya yang besar dari user voice dan video di home cell ditambah user voice, data dan

video dari satu sel ditier ke 2, yang

menghasilkan interferensi ke user data di

home cell.

KESIMPULAN

Perhitungan dari kapasitas untuk masing-masing user yang berada pada sisi

home sel mempunyai batas kualitas

(10)

25 dimana user satu dengan yang lainnya dapat memberikan sinyal interferensi. Sinyal interferensi itu dihasilkan dengan membandingkan daya antara sinyal user yang satu dengan yang lainnya.

Selain perbandingan daya, peng-gunaan faktor aktivitas yang berbeda-beda memberikan efek interferensi dengan user yang lain. Efek interferensi tersebut dikare-nakan semakin besar faktor aktivitas, yang mengakibatkan meningkatnya kualitas layanan dari user tersebut, tetapi dapat menurunkan kapasitas kelas user yang lainnya dikarenakan penggunaan kanal yang besar pada besar bandwidth yang tetap.

Dengan bertambahnya kecepatan

chip dari nilai processing gain dapat meningkatkan kapasitas suatu user, tetapi dapat mengakibatkan penurunan jumlah kapasitas user kelas yang lainnya (dapat menginterferensi) sehingga dapat mengu-rangi kapasitas total dari sistem CDMA.

Besarnya interferensi pada sel tetangga di tier ke 2 terhadap user yang berada di home cell bersifat variabel, oleh karena itu dihitung nilai interferensi rata-rata, mengakibatkan penurunan yang cukup besar jumlah user yang besar di

home cell, sesuai dengan nilai ambang

batas (threshold) dari masing–masing user. DAFTAR PUSTAKA

Gilhousen K.S., et al., 2011, On the

Capacity of a cellular CDMA System, IEEE Trans. On Vech.

Tech. Vol. 40, No.2.

Kim D.H., Sun W., 2010, The Effect of

Multirate data Transmission on Spectral Efficiecy in DS/CDMA Celullar Systems, IEEE Trans.

Commun, Vol. E83-B, No.5.

Michel G., Hansen, Prasad R., 2008,

Capacity, Throughput adan Delay Analysis of a Celluler DS CDMA System With Imperfect Power Control and Imperfect Sectoriza-tion, IEEE Trans. On Vech. Tech.

Vol. 44 No.1.

Sandouk A., Yamazato T., Katamaya M., 2012, An Integrated Voice/Data/

Video CDMA Packet Communicati-on with Multi-Code CDMA Sche-me, IEICE Trans. Fundamental,

Vol. E-82-A, No. 10.

Vannithamby R., Sousa E.S., 2010,

Performance of Multirate Data Traffic Using Variable Spreading Gain in the Reverse Link Under Wideband CDMA, IEEE Vehicular

Technology Conference.

Wang M., Kohno R., 2008, A Novel

Wireless Multimedia CDMA Sys-tem Based on Adaptive Chip/Bit Rate Control, IEICE Trans.

Fundamentals Vol. E81-A, No. 11, pp. 76-85.

Wu J., Kohno R., 2009, A Wireless

Multimedia CDMA System Based on Transmission Power Control,

IEEE J. Select. Areas Comm., pp. 683-692.